[发明专利]一种自适应调节清扫深度的船体附着物清扫机构

说明书

技术领域

本发明涉及水下船体清扫机器人技术，特别是一种能调节清扫深度的清扫结构。

背景技术

船舶在海上行驶中始终面临着一个共同的问题，就是长期浸泡在水中的船舶，其表面都很容易被海蛎、藻类、贝壳、藤壶等附着物纠缠，海蛎、藻类、贝壳会在船体上飞速生长，严重影响船舶的行驶成本和效率；藤壶分布甚广，数量繁多，密集成堆，任凭风吹浪打也冲刷不掉，几乎任何海域的潮间带至潮下带浅水区都有藤壶。藤壶分泌出的一种粘性胶含有多种生化成份并具有极强的粘合力，若想用手把它从附着物上拨下几乎不可能，必须藉助凿子类的硬金属才能将它敲下来。藤壶附着在船舶底部，会大大降低航速，需进行频繁的周期性维护，耗资巨大。

船体表面清扫主要分为坞内清扫和水下清扫两类。坞内清扫是一种比较干净彻底的方法，然而却需要船舶停止航行，进入船坞内进行。水下清扫一般包括人工清扫和机器人的清扫，人工清扫需要人潜水到船底进行作业，受水下环境影响，效率并不高，而且还存在安全隐患。目前已有的水下清扫机构对于顽固的贝类和较长的藻类植物不能很好地清扫，还会损伤船体。因此，如何才能做到既不影响船舶的正常工作，又能把船舶清扫干净且不对船舶表面造成伤害，成为亟待解决的问题。

发明内容

为克服现有船体清扫技术存在的问题，本发明提供一种自适应调节清扫深度的船体附着物清扫机构。

本发明采用的技术方案是：本发明由预清扫检测机构、清扫深度控制机构、滚刀清扫机构和机架组成，预清扫检测机构、预扫深度控制机构的左右两侧各固定连接机架，预清扫检测机构正后方是清扫深度控制机构，清扫深度控制机构正下方是滚刀清扫机构；预清扫检测机构1对前方的附着物清扫，检测出前方待清扫物凸起的厚度，清扫深度控制机构根据该厚度调节滚刀清扫机构上下高度。

进一步地，预清扫检测机构最下方是清扫刷盘，清扫刷盘正中心固定连接清扫盘轴下端，清扫盘轴上端连接预清扫模块电机的输出轴；预清扫模块电机的电机壳体前侧面上固定连接齿条，齿条前方是与其啮合的齿轮，齿轮固定套在齿轮轴右端，齿轮轴左端连接编码器；电机壳体上方固定连接预清扫模块定位杆，预清扫模块定位杆中间套有复位弹簧，预清扫模块定位杆上端固定连接预清扫模块上底板；清扫深度控制机构的最上方是深度控制模块上底板，深度控制模块定位杆上端固定连接深度控制模块上底板、下端固定连接滚刀清扫机构的滚刀模块底盘；深度控制模块上底板的下方设有两个步进电机，两个步进电机在深度控制模块上底板的下方中间左右各一，两个步进电机经各自的步进电机壳盖固定连接所述深度控制模块上底板；步进电机输出轴连接丝杆上端，丝杆下端经螺母固定连接所述滚刀模块底盘；所述滚刀模块底盘位于所述滚刀清扫机构最下方，滚刀模块底盘上方连接滚刀模块电机和清扫滚刀，滚刀模块电机的输出轴前后方向布置并连接蜗杆后端，蜗杆下方是与其啮合的蜗轮，蜗轮左右侧各有一组清扫滚刀，每组清扫滚刀均通过花键与其滚刀轴连接，滚刀轴同轴穿过蜗轮并固定连接蜗轮；编码器经信号线连接于控制器，控制器经控制线分别连接预清扫模块电机、步进电机和滚刀模块电机。

本发明的有益效果是：

1、本发明在前方利用清扫刷盘作为位移检测装置，在反应船体状况的同时，也能起到清扫的作用，与滚刀形成双重清扫，提高清扫效率。在清扫船体时，针对船体焊缝等凸出部分的撞击问题， 能自动感应船体附着物情况，同时反馈并控制清扫深度。

2、本发明在检测前方船体有凸起时，滚刀清扫机构能抬起以回避船体的凸起部分，此功能不仅保证了船体的清扫质量，同时避免清扫时对船体造成伤害。

3、本发明中的清扫滚刀由铲状刀具和尖锐刀片组成，可以清扫藤壶和藻类植物，使清扫更彻底。

4、本发明可连接柔性联轴器形成模块化，可对多个清扫模块进行串联，进行高效的清扫，同时又便于本发明的生产与装配。

附图说明

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明；

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的分解图；

图3是图1中预清扫检测机构的立体图；

图4是图3所示预清扫检测机构的爆炸图；

图5是图1中清扫深度控制机构的立体图；

图6是图5所示清扫深度控制机构的局部爆炸图；

图7是图1中滚刀清扫机构的立体放大图；

图8是图7所示滚刀清扫机构的局部示意图；

图9是本发明第一种应用例的状态图；

图10是本发明第二种应用例的状态图。